3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian yang meliputi eksplorasi dan pemilihan data PUP, evaluasi, koreksi dan ekstraksi data PUP dilaksanakan di Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, Kementerian Kehutanan, Gunung Batu, Bogor pada Februari-Agustus 2007. Pengolahan, analisis data PUP dan penyusunan model dilaksanakan di Fakultas Kehutanan IPB pada September 2007-Februari 2010. Pengambilan/pengukuran PUP untuk keperluan validasi hasil proyeksi ST dilaksanakan di IUPHHK PT Saribumi Kusuma, Kalimantan Tengah dari 22 Maret-3 April 2010. Pengolahan dan analisis data lapangan di Fakultas Kehutanan IPB pada April-Mei 2010. Simulasi proyeksi ST dan simulasi penebangan di Fakultas Kehutanan IPB pada Juni-September 2010. Penulisan disertasi di Fakultas Kehutanan IPB pada Oktober 2010-November 2011.
3.2 Jenis dan Cara Pengumpulan Data
Kajian keragaman ST HABT dan DST menggunakan data PUP yang tersedia di Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi (P3KR), Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Kementerian Kehutanan di Gunung Batu Bogor. Setiap PUP berukuran 100 m x 100 m. Dari buku risalah PUP diambil data diameter setinggi dada (dbh) hasil pengukuran secara serial dan saat pengukurannya serta informasi keadaan tempat tumbuh (Lampiran 5).
Untuk melihat keragaman ST HABT digunakan data hasil pengukuran berulang pada 35 Izin Usaha Pemanfaatan Hasil Hutan Kayu atau disingkat IUPHHK (dulu Hak Pengusahaan Hutan atau HPH) contoh di Kalimantan yang meliputi 101 buah PUP. Sedangakan penyusunan model penduga komponen DST menggunakan data hasil pengukuran berulang pada 26 IUPHHK (Lampiran 6) yang meliputi 75 PUP yang tersebar di 4 provinsi di Kalimantan (Lampiran 7). Sedangkan validasi proyeksi struktur tegakan menggunakan data tegakan dari 3 PUP di PT Saribumi Kusuma, Kalimantan Tengah yang diukur langsung (survey) di lapangan.
3.2 Kerangka Pemikiran Penelitian
Berdasarkan hasil inventarisasi pada saat tertentu (inventarisasi statis) dapat diketahui kondisi tegakan hutan pada saat tertentu tersebut. Informasi tegakan berdasarkan inventarisasi statis ini akan digunakan sebagai kondisi awal (initial
condition) dalam melakukan proyeksi struktur tegakan. Nilai-nilai komponen dinamika
struktur tegakan (rekrutmen, tambah tumbuh dan mortalitas) yang digunakan dalam melakukan proyeksi struktur tegakan, diperoleh berdasarkan data hasil inventarisasi berulang (inventarisasi dinamis) dan dapat ditentukan dengan beberapa metode, yaitu : berupa nilai mutlak, proporsi atau pemodelan berupa persamaan penduga menggunakan peubah-peubah bebas tertentu.
Nilai-nilai komponen dinamika struktur tegakan yang diperoleh digunakan untuk memproyeksikan ST pada beberapa PUP contoh. Selanjutnya hasil proyeksi ST tersebut divalidasi yaitu dibandingkan dengan keadaaan yang sebenarnya di lapangan.
Metode proyeksi struktur tegakan yang dapat diterima, selanjutnya digunakan untuk melakukan simulasi penebangan (tebang pilih) untuk memperoleh preskripsi pengaturan hasil kayu lestari (intensitas penebangan dan rotasi tebang) yang optimal berdasarkan penilaian aspek ekologi dan aspek ekonomi. Dari hasil simulasi ini juga diharapkan dapat menghasilkan informasi tentang tipologi hutan alam bekas tebangan untuk menentukan alternatif sistem silvikulturnya. Kerangka pemikiran seperti yang telah diuraikan di atas, disajikan dalam bentuk diagram pada Gambar 1.
Gambar 1 Diagram kerangka pemikiran penelitian.
Tipologi hutan alam bekas tebangan menggambarkan kondisi tegakan yang ditentukan berdasarkan keadaan struktur tegakan horizontalnya. Secara umum tipologi hutan bekas tebangan terdiri atas tegakan yang layak disimulasikan dan yang tidak.
Ya Tidak Proyeksi Struktur Tegakan Inventarisasi Statis
Rotasi Tebang Optimal Simulasi Penebangan
Pengujian (Validasi)
Inventarisasi Dinamis
Nilai/model Komponen Dinamika Struktur Tegakan (rekrutmen,
tambah tumbuh, mortalitas)
Tipologi Hutan Alam Bekas Tebangan
Hutan bekas tebangan yang layak disimulasikan adalah tegakan yang struktur tegakannya sedemikian rupa sehingga apabila diproyeksikan dalam rentang waktu tertentu sesuai skenario pengelolaan hutan kemudian ditebang dengan preskripsi pengaturan hasil yang ditentukan, tegakan tersebut kemudian secara alamiah dapat memulihkan diri kembali sehingga memiliki struktur tegakan yang siap ditebang kembali pada rotasi tebang berikutnya, dan apabila tidak demikian maka disebut tidak layak. Dengan diketahuinya tipologi hutan bekas tebangan ini, maka selanjutnya sejak awal dapat diindikasikan apakah sebuah tegakan dapat disimulasikan untuk dikelola secara tebang pilih atau tidak. Apabila tidak maka disarankan untuk dikelola dengan preskripsi pengelolaan hutan yang lain, misalnya perlu pengayaan dengan intensitas tertentu, perlu rotasi tebang yang lebih lama, dan lain-lain.
Selanjutnya preskripsi pengaturan hasil pada hutan bekas tebangan lain yang tidak memiliki PUP, dengan menggunakan model komponen dinamika struktur tegakan yang diperoleh dari penelitian ini, dapat ditentukan dengan kerangka pemikiran seperti yang ditunjukkan dalam diagram alir pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram alir penentuan preskripsi pengaturan hasil hutan alam bekas tebangan
3.3 Analisa Data
Model pertumbuhan komponen dinamika struktur tegakan disusun untuk setiap kelas diameter pada setiap kelompok jenis pohon. Jenis pohon dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu : kelompok jenis dipterokarpa (KJD) dan kelompok jenis nondiptero-karpa (KJN). Sedangkan kelas diameter (KD) dibuat dengan lebar kelas 5 cm.
Ya
Tidak
Nilai/model Komponen DST (rekrutmen, tambah tumbuh,
mortalitas) Proyeksi Struktur
Tegakan
Preskripsi Pengaturan Hasil Hutan Alam Produksi Simulasi Penebangan Inventarisasi Statis Tipologi Hutan Alam Bekas Tebangan Sistem Sivikultur yang lain
3.3.1 Keragaman Struktur Tegakan Hutan Alam Bekas Tebangan
Obyek yang digunakan dalam kajian keragaman ST HABT ini mencakup 101 PUP, yang tersebar di empat provinsi, yaitu : Kalimantan Timur 54 PUP, Kalimantan Tengah 29 PUP, Kalimantan Barat 15 PUP, dan Kalimantan Selatan 3 PUP.
Tahapan-tahapan kajian keragaman ST HABT adalah sebagai berikut:
(1)Penyusunan tabel struktur tegakan, yaitu tabel yang menampilkan sebaran jumlah pohon per kelas diameter. Lebar selang kelas diameter dibuat 5 cm. Kelas diameter terrendah dimulai dari 10,0-14,9 cm dan kelas tertinggi 85,0 cm ke atas.
(2)Penyusunan model struktur tegakan menggunakan fungsi eksponensial negatif (Persamaan 1), dengan kriteria penerimaan model adalah F-hitung yang nyata (melalui analisis ragam) dan koefisien determinasi lebih dari 50%.
(3)Pengelompokan tegakan. Pengelompokan tegakan dilakukan berdasarkan sebaran nilai No dan k yang diperoleh, dengan kriteria pengelompokkan seperti pada Tabel 3
mengikuti Suhendang (1994).
3.3.2 Dinamika Struktur Tegakan Hutan Alam Bekas Tebangan
3.3.2.1 Pendugaan Nilai Komponen Dinamika Struktur Tegakan Hutan Alam Bekas Tebangan
Komponen dinamika struktur tegakan (DST) yang menyatakan proporsi jumlah pohon yang tetap berada pada KD ke-i (ai) dan proporsi tambah tumbuh (bi), dalam
penelitian ini ditentukan dengan 4 (empat) cara, yaitu:
Metode I: Model penduga komponen DST disusun menggunakan persamaan regresi (Persamaan 11) dengan anggapan bahwa proporsi tetap (ai) dan proporsi tambah
tumbuh (bi) tersebut merupakan fungsi dari peubah-peubah tegakan, lingkungan, dan
lamanya waktu setelah penebangan. Persamaan regresi disusun menggunakan 5 peubah bebas (X) dan sebuah peubah tidak bebas (W). Tiga peubah bebas berkaitan dengan kondisi tegakan yaitu jumlah pohon total, jumlah pohon pada KD tertentu dan jumlah luas bidang dasar pohon total yang diduga memiliki hubungan kuat dengan komponen DST, sedangkan dua peubah bebas lainnya adalah lama waktu setelah penebangan dan ketinggian tempat tumbuh, ditetapkan dengan pertimbangan pokok semata-mata karena ketersediaan data dan kemudahan dalam hal kemungkinan untuk bisa mendapatkan datanya. Model untuk menduga banyaknya atau proporsi pohon tambah tumbuh dan tetap disusun untuk setiap KD pada setiap KJ pohon. Untuk mengurangi pengaruh serial korelasi atau heteroskedastisitas,
koefisien regresi diduga dengan metode cochrane-orcutt atau generalized least square (GLS).
Wijk = β0 + ∑βmijXmijk [ 11 ]
Keterangan:
Wijk = peubah tidak bebas (tambah tumbuh/proporsi tetap) pada KJ ke-i dan KD ke-j)
i = 1, 2 (ada 2 KJ) ; j = 1, 2, ..., 10 (ada 10 KD)
β0 = intersep
βm = koefisien regresi; m = 1,2,3,4,5; Xm = peubah bebas ke-m, yang meliputi :
X1 = jumlah pohon dengan diameter 15 cm ke atas per ha
X2 = jumlah pohon per ha pada KD ke-i
X3 = jumlah luas bidang dasar pohon dengan diameter 15 cm ke atas per ha
X4 = jangka waktu (tahun) setelah penebangan
X5 = ketinggian dari permukaan laut (m)
Metode II: Proporsi tetap (ai) dan proporsi tambah tumbuh (bi) disusun menggunakan
persamaan regresi yang merupakan fungsi dari jumlah pohon pada KD tertentu dan KD sebelumnya (Persamaan 6). Pendugaan parameter dilakukan untuk setiap persamaan (masing-masing KD) secara sendiri-sendiri dengan metode ”ordinary least square” (OLS). Cara ini mengikuti Metode II menurut Michie & Buongiorno
(1984).
Metode III: Seperti halnya pada Metode II, tetapi pendugaan parameter untuk setiap persamaan (masing-masing KD) dilakukan secara serentak menggunakan prosedur ”seemingly unrelated regression” (SUR). Cara ini seperti Metode III menurut
Michie & Buongiorno (1984).
Metode IV: Proporsi tetap (ai) dan proporsi tambah tumbuh (bi) ditentukan sebagai
rata-rata hitung proporsi jumlah pohon yang tetap berada pada KD ke-i (ai) dan proporsi
tambah tumbuh ke KD berikutnya yang berurutan. Cara ini disebut Metode I menurut Michie & Buongiorno (1984).
Proyeksi ST dilakukan sampai tegakan mencapai keadaan kesetimbangan atau keadaan tunak (steady state/equilibrium), yaitu kondisi di mana ST dalam keadaan tetap
sehingga pertumbuhan tegakan yang terjadi seimbang dengan mortalitas yang ada. 3.3.2.2 Simulasi Proyeksi Struktur Tegakan
Nilai-nilai komponen DST yang diperoleh dan dapat diterima, selanjutnya dipakai untuk simulasi proyeksi ST berdasarkan kondisi ST awal yang bervariasi untuk mendapatkan gambaran waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi ST tertentu
yang diharapkan (dalam hal ini kondisi ST yang secara ekologi dan ekonomi layak tebang). Berdasarkan kondisi ST yang diharapkan dari hasil proyeksi tersebut, selanjutnya dilakukan simulasi pengaturan hasil untuk mendapatkan gambaran preskripsi pengaturan hasil terutama informasi tentang rotasi tebang pada intensitas penebangan dan batas diameter pohon minimum yang boleh ditebang tertentu.
Kondisi ST tertentu yang diharapkan (pencapaian kondisi ST yang secara ekologi dan ekonomi layak tebang) mengacu kepada Elias (2002), yang menyatakan bahwa berdasarkan perhitungan dengan menggunakan break even concept di salah satu
IUPHHK-HA di Kalimantan Timur, intensitas penebangan minimal yang secara ekonomis masih layak adalah 5 batang/ha dengan volume kayu produksi 25-30 m³/ha. Apabila nilai faktor eksploitasi (Fe) dan faktor pengaman (Fp) masing-masing diasumsikan sebesar 0,7 dan 0,8 maka potensi kayu minimum (dari pohon komersil berdiameter 50 cm ke atas) hutan alam tropika yang dapat ditebang dengan sistem TPTI
adalah sebesar 45-55 m³/ha atau rata-rata 50 m³/ha (dalam penelitian ini volume tersebut dianggap setara dengan 10-15 pohon berdiameter 50 cm ke atas).
Dalam simulasi pertumbuhan tegakan setelah penebangan, kerusakan tegakan tinggal akibat kegiatan penebangan yang dilakukan, diperhitungkan dengan menggunakan proporsi (terhadap total jumlah pohon per ha) kerusakan tegakan tinggal menurut Elias (1998), yaitu : KD 11-20 cm sebesar 14,61%; KD 21-30 cm sebesar 4,77%; KD 31-40 cm sebesar 1,31%; dan KD 41-50 cm sebesar 0,44%.
3.3.2.3 Evaluasi Model Pertumbuhan dan Hasil Simulasi Proyeksi Struktur Tegakan
Evaluasi model pertumbuhan dan hasil simulasi proyeksi struktur tegakan meliputi proses pengujian keterandalan model (reliability) dan validasi model. Pengujian
keterandalan model mempertimbangkan ukuran-ukuran kebaikan model regresi (melalui Fhitung, koefisien determinasi dan galat baku), selain itu model yang diperoleh haruslah
logis, memenuhi kaidah koherensi, konsistensi dan korespondensi. Model atau kombinasi nilai komponen DST dapat diterima apabila memenuhi beberapa kriteria, yaitu: (1) 0 ≤ ai + bi ≤ 1 ; ai ≥ 0 ; bi ≥ 0 ; mi≥ 0 ; (2) Jumlah pohon berdiameter 15
cm ke atas hasil proyeksi ST sampai mencapai kondisi tunak (steady state) tidak lebih
dari 800 pohon per ha ; (3) Jumlah pohon per KD (hasil proyeksi ST) memenuhi kaidah ”J” terbalik ; (4) Proyeksi jangka panjang dapat menghasilkan ST yang mencapai kondisi tunak (steady state).
Proses validasi dalam penelitian ini mengikuti prosedur “Brute force” (Shugart &
West 1980), yaitu membandingkan ST hasil proyeksi dengan ST yang sebenarnya (aktual) dengan uji khi-kuadrat (Waite 2000). Struktur tegakan yang sebenarnya adalah struktur tegakan berdasarkan pengukuran terakhir di lapangan. Pasangan hipotesis yang diuji adalah:
H0: Struktur tegakan berdasarkan model = Struktur tegakan yang sebenarnya
H1: Struktur tegakan berdasarkan model ≠ Struktur tegakan yang sebenarnya
Statistik uji khi-kuadrat (χ²) dinyatakan dalam Persamaan 7.
Keterangan: Ni(a) adalah jumlah pohon per ha yang sebenarnya pada KD ke-i
Ni(m) adalah jumlah pohon per ha dugaan (hasil proyeksi) pada KD ke-i
Kaidah keputusan atau kriteria pengujian disusun sebagai berikut:
≤χ²tabel , maka terima H0
χ²hitung
> χ²tabel , maka tolak H0
2 ( ) ( ) 2 1 ( )
